Номер 69.10, страница 236 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 69. Линзы. Глава 9. Оптические явления - номер 69.10, страница 236.

69.10 [1592] Из точки S на линзу падают четыре луча (рис. IX-51). Начертите дальнейший ход лучей 1 и 2 после преломления в линзе.

Рис. IX-51

Решение

На рисунке изображена тонкая собирающая линза L (это можно определить по стрелкам на ее концах, а также по ходу луча 4, который после преломления пересекает главную оптическую ось), ее главная оптическая ось MN и точечный источник света S. Из точки S на линзу падают четыре луча. Задача состоит в том, чтобы построить дальнейший ход лучей 1 и 2 после их преломления в линзе.

Основной принцип построения изображений в линзах заключается в том, что все лучи, исходящие из одной точки-источника (S), после преломления в линзе пересекутся в одной точке (S'), которая называется изображением источника. Чтобы найти положение этой точки изображения S', достаточно проследить ход двух любых лучей из исходного пучка. В условии задачи уже показан ход лучей 3 и 4 после преломления, что позволяет нам определить положение точки S'.

1. Луч 4 исходит из источника S и распространяется параллельно главной оптической оси MN. Согласно правилу построения лучей в собирающей линзе, после преломления этот луч должен пройти через ее главный фокус F. Следовательно, точка, в которой преломленный луч 4 пересекает ось MN, является главным фокусом линзы F.
2. Луч 3 исходит из источника S и проходит через оптический центр линзы O. Луч, проходящий через оптический центр тонкой линзы, не претерпевает преломления и продолжает свое распространение без изменения направления.
3. Точка, в которой пересекаются преломленный луч 4 и луч 3, и есть искомое изображение источника S. Обозначим эту точку S'.
4. Поскольку все лучи, вышедшие из точки S, должны собраться в точке ее изображения S', то лучи 1 и 2 после преломления в линзе также должны пройти через эту точку S'.

Таким образом, алгоритм построения хода лучей 1 и 2 следующий:

1. Находим точку пересечения уже построенных преломленных лучей, исходящих из лучей 3 и 4. Это точка S'.
2. Соединяем прямой линией точку падения луча 1 на линзу с точкой S'. Эта линия представляет собой ход луча 1 после преломления.
3. Аналогично, соединяем прямой линией точку падения луча 2 на линзу с точкой S'. Эта линия представляет собой ход луча 2 после преломления.

На чертеже ниже показано полное построение хода всех четырех лучей. Красным цветом выделен дальнейший ход лучей 1 и 2, который требовалось найти.

Как видно из построения, после преломления в линзе лучи 1 и 2 пересекаются в той же точке S', что и лучи 3 и 4, формируя действительное, перевернутое и уменьшенное изображение источника S.

Ответ:

Для построения дальнейшего хода лучей 1 и 2 после преломления в линзе необходимо найти точку изображения S'. Эта точка является пересечением преломленных лучей, соответствующих любым двум лучам, исходящим из источника S. Используя данные в задаче лучи 3 и 4, находим их точку пересечения S' после прохождения через линзу. Затем, зная, что все лучи от источника S собираются в точке S', проводим прямые от точек падения лучей 1 и 2 на линзу через точку S'. Эти прямые и представляют собой дальнейший ход лучей 1 и 2.